DE102007023345B4 - Brake system for a pneumatically coupled with a trailer commercial vehicle and method for operating such a brake system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein mit einem Anhänger pneumatisch koppelbares Nutzfahrzeug, mit mindestens einer elektronischen Steuereinheit, einer durch die mindestens eine elektronische Steuereinheit elektrisch schaltbaren Ventileinrichtung, wobei in einem Schaltzustand der Ventileinrichtung Druck für die Anhängerbremsanlage aufbaubar ist, der eine Bremsung des Anhängers veranlasst, und einem Drucksensor, der den Druck für die Anhängerbremsanlage erfasst und ein entsprechendes Signal an die elektronische Steuereinheit übermittelt, wobei der Druck für die Anhängerbremsanlage von der elektronischen Steuereinheit durch gepulstes Schalten der Ventileinrichtung unter Berücksichtigung des von dem Drucksensor erfassten Drucks für die Anhängerbremsanlage beeinflussbar ist.The invention relates to a brake system for a pneumatically coupled to a trailer commercial vehicle, with at least one electronic control unit, an electrically switchable by the at least one electronic control unit valve device, wherein in a switching state of the valve device pressure for the trailer brake system is buildable, which causes a braking of the trailer , and a pressure sensor that detects the pressure for the trailer brake system and transmits a corresponding signal to the electronic control unit, wherein the pressure for the trailer brake system can be influenced by the electronic control unit by pulsed switching of the valve device taking into account the pressure detected by the pressure sensor for the trailer brake system ,
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Steuern einer Bremsanlage für ein mit einem Anhänger pneumatisch koppelbares Nutzfahrzeug, mit mindestens einer elektronischen Steuereinheit, einer durch die mindestens eine elektronische Steuereinheit elektrisch schaltbaren Ventileinrichtung, wobei in einem Schaltzustand der Ventileinrichtung Druck für die Anhängerbremsanlage aufbaubar ist, der eine Bremsung des Anhängers veranlasst, und einem Drucksensor, der den Druck für die Anhängerbremsanlage erfasst und ein entsprechendes Signal an die elektronische Steuereinheit übermittelt, wobei der Druck für die Anhängerbremsanlage von der elektronischen Steuereinheit durch gepulstes Schalten der Ventileinrichtung unter Berücksichtigung des von dem Drucksensor erfassten Drucks für die Anhängerbremsanlage beeinflusst wird.The invention further relates to a method for controlling a brake system for a pneumatically coupled with a trailer commercial vehicle, with at least one electronic control unit, an electrically switchable by the at least one electronic control unit valve device, wherein in a switching state of the valve device pressure for the trailer brake system is built up, the causes a brake of the trailer, and a pressure sensor that detects the pressure for the trailer brake system and transmits a corresponding signal to the electronic control unit, wherein the pressure for the trailer brake system of the electronic control unit by pulsed switching of the valve device taking into account the pressure detected by the pressure sensor is influenced for the trailer brake system.
Im Zusammenhang mit Nutzfahrzeugen, die mit einem Anhänger gekoppelt werden können, ist es bekannt, das Fahrverhalten durch eine so genannte Streckbremsfunktion zu stabilisieren. Durch die Streckbremsfunktion wird verhindert, dass der Anhänger auf Gefällestrecken eine höhere Geschwindigkeit als das Zugfahrzeug erreicht, da eine solche Situation letztlich zu einem Einknicken des Zuges und somit zu einer sehr unsicheren Fahrsituation führen könnte. Eine solche Streckbremsfunktion kann insbesondere durch das gepulste Ansteuern von Ventilen realisiert werden, die den Bremsdruck der Anhängerbremsanlage beeinflussen. Das gepulste Ansteuern kann beispielsweise frequenzmoduliert und, insbesondere bei konstanter Frequenz, pulsweitenmoduliert erfolgen. Bei den angesteuerten Ventilen kann es sich insbesondere um Schaltventile handeln, welche in erster Linie für das Umschalten zwischen einem belüftenden und einem entlüftenden Zustand vorgesehen sind, also im Prinzip keine dosierte Druckversorgung zur Verfügung stellen sollen. Indem nun solche Schaltventile beispielsweise pulsweitenmoduliert angesteuert werden, das heißt mit einem bestimmten Tastverhältnis zwischen dem belüftenden und dem entlüftenden Zustand umgeschaltet werden können, ist eine quasi kontinuierliche Druckdosierung im Bereich der ausgesteuerten Druckluft erzielbar. Problematisch ist allerdings, dass eine gepulste Ansteuerung der Schaltventile zu extrem hohen Lastwechselzahlen führt, wobei hierdurch die Ventile hochgradig belastet werden und in ihrer Lebensdauer beschränkt werden.In connection with commercial vehicles, which can be coupled with a trailer, it is known to stabilize the driving behavior by a so-called stretch braking function. The stretch braking function prevents the trailer from reaching a higher speed on downhill slopes than the towing vehicle, since such a situation could ultimately lead to a buckling of the train and thus to a very unsafe driving situation. Such a stretch braking function can be realized in particular by the pulsed driving of valves which influence the brake pressure of the trailer brake system. The pulsed driving, for example, frequency-modulated and, in particular at a constant frequency, carried out pulse width modulated. The actuated valves may in particular be switching valves, which are primarily intended for switching between a ventilating and a venting state, that is, in principle, should not provide a metered pressure supply. By now such switching valves are controlled, for example, pulse width modulated, that can be switched with a certain duty cycle between the ventilating and the venting state, a quasi-continuous pressure metering in the field of controlled compressed air can be achieved. The problem, however, is that a pulsed control of the switching valves leads to extremely high numbers of cycles, thereby the valves are highly loaded and limited in their life.
Aus der
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastung von Schaltventilen im Zusammenhang mit einer durch Pulsweitenmodulation zur Verfügung gestellten Streckbremsfunktion zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität zu reduzieren.The invention has for its object to reduce the burden of switching valves in connection with a provided by pulse width modulation stretch braking function to improve the vehicle stability.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is achieved with the features of the independent claims.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.
Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Bremsanlage dadurch auf, dass die elektronische Steuereinheit das gepulste Schalten zum Herbeiführen einer Bremsung des Anhängers bei nicht aktiver Betriebsbremse des Zugfahrzeugs nur dann zulässt, wenn eine Bedingung vorliegt, bei der eine Bremsung des Anhängers trotz nicht aktiver Betriebsbremse des Zugfahrzeugs sinnvoll sein könnte, und eine solche Streckbremsung von einem Signalgeber angefordert wird. Die Erfindung stellt somit eine Art Filter zur Verfügung, der dafür sorgt, dass außerhalb von tatsächlich erwünschten und sinnvollen Streckbremsphasen keine unnötige Ansteuerung der Schaltventile erfolgt. Die Schaltventile sind also nicht mehr immer dann, wenn der Fahrer des Nutzfahrzeugs einen entsprechenden Wunsch über einen Signalgeber äußert, einer ständigen gepulsten Ansteuerung ausgesetzt, was sich positiv auf die Lebensdauer der angesteuerten Magnetventile und der Bremsen auswirkt. Die gepulste Ansteuerung kann beispielsweise pulsweitenmoduliert zu einer Variation des zu beeinflussenden Druckes führen, und die Erfindung wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ohne Einschränkung der Allgemeinheit vorwiegend am Beispiel der Pulsweitenmodulation erläutert. Bei dem erwähnten Druck für die Anhängerbremsanlage kann es sich um einen Steuerdruck handeln, auf dessen Grundlage der eigentliche Bremsdruck für die Anhängerbremsanlage erzeugt wird.The invention is based on the generic brake system in that the electronic control unit only allows the pulsed switching to bring about a braking of the trailer with inoperative service brake of the towing vehicle, if a condition exists in which a braking of the trailer despite non-active service brake of the towing vehicle could be useful, and such a bracing braking is requested by a signal generator. The invention thus provides a kind of filter which ensures that there is no unnecessary activation outside of actually desired and useful braked braking phases the switching valves takes place. The switching valves are therefore no longer always when the driver of the commercial vehicle expresses a corresponding request via a signal generator, exposed to a constant pulsed drive, which has a positive effect on the life of the solenoid valves and the brakes. For example, the pulsed control can lead to a variation of the pressure to be influenced in a pulse-width-modulated manner, and the invention is explained in the context of the present disclosure, without limiting the generality, predominantly using the example of pulse width modulation. The mentioned pressure for the trailer brake system may be a control pressure, based on which the actual brake pressure is generated for the trailer brake system.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bedingung dem Vorliegen mindestens eines der folgenden Zustände entspricht: Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als ein Schwellenwert, das Gaspedals wird nicht betätigt, der Motor bremst, der Motor erzeugt kein nutzbares Drehmoment, ein Retardersystem ist aktiv, das Fahrzeug befindet sich auf einer Gefällestrecke. Ein solcher Fahrzustand liegt während einer Dauerbremsung häufig vor, da hier das Zugfahrzeug durch den Motor und das Retardersystem gebremst wird, während der Anhänger nicht gebremst wird. Das Retardersystem und die Motorbremse werden auch als Dauerbremsen bezeichnet. Diese werden häufig durch einen separaten Geber oder Schalter zugeschaltet, wobei diese Schalter meist stufbar geschaltet sind. Es sind auch Anordnungen bekannt, bei welchen die Motorbremse unabhängig vom Retardersystem eingeschaltet werden kann, wobei jedoch meistens eine kombinierte Beeinflussbarkeit und eine damit einhergehenden Abstimmung der Systeme aufeinander vorliegt. Häufig ist vorgesehen, die Dauerbremsverzögerung auf die Verzögerung einer vorangegangenen Betriebsbremsbremsung automatisch abzustimmen. Der Signalgeber für die Streckbremsung kann separat vorgesehen sein oder mit dem Geber für die Motorbremsung beziehungsweise die Retarderbremsung kombiniert werden. Ebenfalls ist es möglich, die Handsteuereinheit für eine elektrische Feststellbremse mit einer Zusatzfunktion auszustatten, so dass hierüber das Signal für das Einleiten einer Streckbremsung erzeugt werden kann. Die Bedingung für das Zulassen der Streckbremsung kann auf dieser Grundlage an die charakteristischen Fahrzustände des Fahrzeugs gekoppelt werden. Dabei ist es möglich, lediglich eine oder aber auch mehrere, insbesondere alle der genannten Fahrzustände zu berücksichtigen. Beispielsweise kann verhindert werden, dass eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung der Schaltventile, das heißt der Magnetventile, erfolgt, wenn sich das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, bei der keine Streckbremsfunktion erfolgen sollte. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass bei betätigtem Gaspedal eine Streckbremsfunktion in jedem Fall verhindert wird, denn es ist unwahrscheinlich, dass in einem solchen Zustand ein Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug erfolgen könnte. Weiterhin kann ein Kriterium für das Zulassen der Streckbremsung sein, dass der Motor bremst, da dies eine typische Fahrsituation kennzeichnet, die eine Streckbremsung sinnvoll oder erforderlich erscheinen lässt. Weiterhin kann, insbesondere über das Motorsteuergerät, geprüft werden, ob der Motor ein nutzbares positives Drehmoment erzeugt. Ist dies nicht der Fall, so ist dies ein Kriterium dafür, die Streckbremsung zuzulassen. Durch kombiniertes Dauerbremsen unter Verwendung eines Retardersystems, kann ebenfalls eine Verzögerung des Nutzfahrzeugs herbeigeführt werden. Ist ein solches Retardersystem aktiv, so kann es sinnvoll sein, eine Streckbremsung zuzulassen. Ebenfalls kann geprüft werden, ob sich das Fahrzeug auf einer Gefällestrecke befindet, wobei diese Prüfung auf der Grundlage einer Neigungssensorik oder von Navigationsdaten erfolgt. Ergibt diese Überprüfung, dass kein Gefälle vorliegt, so kann auch die pulsweitenmodulierte Ansteuerung der Schaltventile unterdrückt werden. Bei der Steuerung der Streckbremsfunktion können auch die Raddrehzahlen von Zugfahrzeug und Anhänger sowie der Lenkwinkel berücksichtigt werden. Beispielsweise kann auf der Grundlage eines Schlupfvergleiches zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug festgestellt werden, dass ein Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug bevorsteht. Die Berücksichtigung des Lenkwinkels kann sinnvoll sein, da bei unterschiedlichen Lenkwinkeln das Fahrzeug durch eine Streckbremsung in unterschiedlicher Weise beeinflusst wird. Im Hinblick auf das Fahrverhalten des Nutzfahrzeugs kann es auch sinnvoll sein, die von einem E-Differential bewirkte unterschiedliche Lastverteilung auf eine Dauerbremsung, die insbesondere vom Motor und einer Retarderbremse herbeigeführt wird, zu berücksichtigen. Bei einem E-Differential handelt es sich um ein stufenloses Differential zur Abstimmung von Motorbeschleunigungsmomenten an die durch die Räder auf die Fahrbahn aufbringbaren Kräfte. Ein E-Differential verteilt die Radkräfte in sinnvoller Weise individuell auf die verschiedenen Räder. Es ist sinnvoll, im Anschluss an eine Dauerbremsung bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs durch Betätigen des Gaspedals, den Zug möglichst schnell zu strecken und die Motordrehzahl nicht in einen Bereich abfallen zu lassen, bei der der Motor unter Umständen absterben könnte. In diesem Zusammenhang kann erwünscht sein, die Streckbremse vor dem Übergang zur erneuten Beschleunigung des Zuges zu lösen, wodurch insgesamt die Bauteilebeanspruchung reduziert wird. Weitere Beachtung kann der Wegsensorik der Fahrwerksregelung und der Luftfederung beigemessen werden, die zusammen mit dem Lenkwinkel und dem Schlupf bei Kurvenfahrt einen Anhaltspunkt über die Schubkräfte des Anhängers bei aktivierter Dauerbremsung geben. Moderne Fahrzeuge haben außerdem häufig eine Aktivlenkung, die beim Streckbremsvorgang der Steuerelektronik Lenkwinkelsignale zur Verfügung stellen kann, um so eine automatische Lenkwinkelkorrektur vorzunehmen. Auf dieser Grundlage kann ein Streckbremsvorgang frühzeitig beendet werden, um auch hierdurch die Beanspruchung der Bauteile herabzusetzen sowie die Fahrstabilität zu verbessern. Ist weiterhin eine aktive Stossdämpferregelung vorhanden, so kann ein Überführen des Stossdämpfers zu einem höheren Härtegrad hilfreich sein, um Wankbewegungen zu verhindern und um auch auf diese Weise einen Streckbremsvorgang schneller beenden zu können, wobei auch hierdurch eine Beanspruchung der steuernden Bauteile, das heißt der Ventile und der Bremsen, herabgesetzt und die Fahrstabilität verbessert wird.In particular, it may be provided that the condition corresponds to the presence of at least one of the following states: the vehicle speed is less than a threshold value, the accelerator pedal is not actuated, the engine brakes, the engine does not generate usable torque, a retarder system is active, the vehicle is located on a downhill slope. Such a driving condition is often present during a sustained braking because here the towing vehicle is braked by the engine and the retarder system, while the trailer is not braked. The retarder system and the engine brake are also referred to as retarders. These are often connected by a separate encoder or switch, these switches are usually switched stufbar. Arrangements are also known in which the engine brake can be switched on independently of the retarder system, but usually there is a combined influenceability and a concomitant coordination of the systems with one another. It is often intended to automatically tune the retardation deceleration to the deceleration of a previous service brake application. The signal generator for the draft braking can be provided separately or combined with the encoder for engine braking or retarder braking. It is also possible to provide the manual control unit for an electric parking brake with an additional function, so that the signal for initiating an extensional braking can be generated. The condition for allowing the extensional braking can be coupled on this basis to the characteristic driving conditions of the vehicle. It is possible to consider only one or even several, in particular all of the mentioned driving conditions. For example, it can be prevented that a pulse width modulated control of the switching valves, that is, the solenoid valves, takes place when the vehicle is moving at a high speed, in which no braked braking function should take place. It can also be provided that when the accelerator pedal is actuated a braked braking function is prevented in any case, because it is unlikely that could occur in such a state, a trailer of the towing vehicle. Furthermore, a criterion for allowing extensional braking may be that the engine is braking, as this indicates a typical driving situation that makes judder braking seem reasonable or necessary. Furthermore, it can be checked, in particular via the engine control unit, whether the engine generates a usable positive torque. If this is not the case, then this is a criterion for allowing extensional braking. By combined continuous braking using a retarder system, also a delay of the commercial vehicle can be brought about. If such a retarder system is active, it may be useful to allow an expansion braking. It is also possible to check whether the vehicle is on a slope, this test being based on inclination sensors or navigation data. If this check reveals that there is no gradient, the pulse-width modulated control of the switching valves can also be suppressed. When controlling the draft braking function, the wheel speeds of towing vehicle and trailer as well as the steering angle can also be taken into account. For example, based on a slip comparison between the trailer and the towing vehicle, it can be determined that the trailer is approaching the towing vehicle. The consideration of the steering angle may be useful because at different steering angles, the vehicle is influenced by a bracing braking in different ways. With regard to the handling of the commercial vehicle, it may also be useful to take into account the different load distribution caused by an E-differential on a continuous braking, which is in particular caused by the engine and a retarder. An E-differential is a continuously variable differential for tuning engine acceleration torque to the forces that can be applied to the road surface by the wheels. An E-differential distributes the wheel forces in a meaningful way individually to the different wheels. It is useful, following an endurance braking when accelerating the vehicle by pressing the accelerator pedal, to stretch the train as fast as possible and not let the engine speed fall into a range in which the engine could die under certain circumstances. In this regard, it may be desirable to release the stretch brake prior to transition to re-acceleration of the train, thereby reducing overall component stress. Further attention can be paid to the suspension sensor and air suspension displacement sensors, which, together with the steering angle and slip during cornering, give an indication of the trailer's thrust forces when retarding is activated. In addition, modern vehicles often have an active steering system which can provide steering angle signals to the control electronics during the bracing operation in order to carry out an automatic steering angle correction. On this basis, a bracing braking operation can be terminated early to thereby also reduce the stress on the components and to improve the driving stability. Furthermore, if an active shock absorber control is present, then a transfer of the shock absorber to a higher degree of hardness can be helpful in order to prevent rolling movements and in this way to be able to end a bracing operation more quickly, whereby this also puts a strain on the controlling components, ie the valves and the brakes, lowered and the driving stability is improved.
Nützlicherweise ist vorgesehen, dass der Ventileinrichtung ein Druckbegrenzer vorgeschaltet ist. Ein Druckbegrenzer ist sinnvoll, da die Anzahl der erforderlichen Schaltzyklen aufgrund des Erfordernisses häufigeren und feinfühligeren Taktens mit zunehmenden Versorgungsdruck ebenfalls ansteigt. Durch den Druckbegrenzer wird also ein vorteilhafter Einfluss auf die Lebensdauer der Ventile erzielt.Usefully, it is provided that the valve device is preceded by a pressure limiter. A pressure limiter is useful because the number of required switching cycles also increases due to the need for more frequent and more sensitive clocking with increasing supply pressure. By the pressure limiter thus an advantageous influence on the life of the valves is achieved.
Es kann vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung ein 3/2-Wegeventil ist. Auf dieser Grundlage kann eine Belüftungs- und Entlüftungsfunktion mit einem einzigen Ventil realisiert werden.It can be provided that the valve device is a 3/2-way valve. On this basis, a ventilation and bleeding function can be realized with a single valve.
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung zwei 2/2-Wegeventile umfasst. Dann dient eines der 2/2-Wegeventile der Entlüftung, während mit dem anderen belüftet wird. Wird keines der Ventile betätigt, so wird der Druck gehalten, wobei aufgrund der kritischen Fahrsituation während einer Streckbremsung sehr häufig be- und entlüftet wird.It can also be provided that the valve device comprises two 2/2-way valves. Then one of the 2/2-way valves is for venting while the other is vented. If none of the valves is actuated, the pressure is maintained, which is due to the critical driving situation during a draft braking very often aerated and vented.
Es ist möglich, dass die Ventileinrichtung den Steuerdruck direkt zur Verfügung stellt. Eine solche als Magnetventil ausgelegt Ventileinrichtung muss einen ausreichenden Strömungsquerschnitt zur Verfügung stellen.It is possible that the valve device provides the control pressure directly. Such a valve device designed as a solenoid valve must provide a sufficient flow cross-section.
Ebenfalls ist es denkbar, dass die Ventileinrichtung ein Relaisventil ansteuert, welches den Steuerdruck zur Verfügung stellt. Die indirekte Bereitstellung des Steuerdrucks durch die pulsweitenmoduliert angesteuerte Ventileinrichtung über ein Relaisventil ist nützlich, da die pulsweitenmoduliert angesteuerten Schaltventile dann unabhängig von dem für die Streckbremsung erforderlichen Steuerdruck dimensioniert und ausgelegt werden können. Die Druckpulse werden in der Steuerkammer des Relaisventils zu einem mittleren Druck integriert, welcher dann als Steuerdruckvorgabe der Anhängerbremsanlage zugeführt wird.It is also conceivable that the valve device controls a relay valve, which provides the control pressure available. The indirect provision of the control pressure by the pulse width modulated controlled valve device via a relay valve is useful because the pulse width modulated controlled switching valves can then be dimensioned and designed independently of the control pressure required for the draft braking. The pressure pulses are integrated in the control chamber of the relay valve to a mean pressure, which is then supplied as a control pressure specification of the trailer brake system.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung in ein Anhängersteuermodul integriert ist, welches die Anhängerbremsanlage steuert und mit Druckluft versorgt.According to a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the valve device is integrated in a trailer control module which controls the trailer brake system and supplies it with compressed air.
Es ist aber auch denkbar, dass die Ventileinrichtung in eine elektropneumatische Steuereinheit integriert ist, welche die Feststellbremse des Zugfahrzeugs und die Anhängerbremsanlage über ein Anhängersteuermodul pneumatisch steuert.But it is also conceivable that the valve device is integrated in an electropneumatic control unit which controls the parking brake of the towing vehicle and the trailer brake system via a trailer control module pneumatically.
In diesem Zusammenhang ist dann nützlich, dass in einem Leitungsstrang der elektropneumatischen Steuereinheit, der mit einem Federspeicherzylinder der Feststellbremse des Zugfahrzeugs und mit einem Steuereingang des Anhängersteuermoduls in Verbindung steht, mindestens eine Drossel vorgesehen ist, die bei einem Druckabbau im Bereich des Steuereingangs des Anhängersteuermoduls einen Druckabbau in dem Federspeicherzylinder verzögert. Da die elektropneumatische Steuereinheit sowohl den Steuereingang des Anhängersteuermoduls als auch die Feststellbremszylinder mit der Druckluftversorgung koppelt, könnte ein Druckverlust im Bereich des Anhängersteuermoduls ein schlagartiges Zusammenbrechen des Druckes in allen damit in Verbindung stehenden Leitungen der elektropneumatischen Steuereinheit bewirken, so auch im Bereich des Federspeicherzylinders. Dies hätte zur Folge, dass das Zugfahrzeug schlagartig durch die Feststellbremse gebremst wird. Dies wird verhindert, indem durch Drosselung ein Druckabbau im Bereich der Federspeicherzylinder verlangsamt wird.In this context, it is then useful that in a wiring harness of the electropneumatic control unit, which is in communication with a spring-loaded cylinder of the parking brake of the towing vehicle and with a control input of the trailer control module, at least one throttle is provided which at a pressure reduction in the control input of the trailer control module Pressure reduction in the spring cylinder delayed. Since the electropneumatic control unit couples both the control input of the trailer control module and the parking brake cylinder with the compressed air supply, a pressure loss in the trailer control module could cause a sudden collapse of the pressure in all associated lines of the electro-pneumatic control unit, as well as in the area of the spring-loaded cylinder. This would mean that the towing vehicle is suddenly braked by the parking brake. This is prevented by slowing down a pressure reduction in the region of the spring-loaded cylinder by throttling.
Darauf aufbauend kann dann noch vorgesehen sein, dass ein unerwarteter Druckabbau im Bereich des Steuereingangs des Anhängersteuermoduls durch den Drucksensor erfassbar ist und der Druck in dem Federspeicherzylinder der Feststellbremse durch Umschalten eines Ventils gehalten werden kann. Der Drucksensor, welcher auch im Zusammenhang mit der pulsweitenmodulierten Ansteuerung der Ventileinrichtung verwendet wird, kann also eingesetzt werden, um ein unerwartetes Absinken des Druckes im Bereich des Anhängersteuermoduls zu erfassen und dann den Federspeicherzylinder durch Umschalten einer Ventileinrichtung von der Drucksenke abzutrennen. In Kombination mit der Druckdrosselung kann so unabhängig vom Umschalten und einer Druckerfassung zunächst der Druckabbau im Federspeicherzylinder verlangsamt und bei Bedarf dann durch Umschalten des Ventils vollständig gestoppt werden.Based on this, it can then be provided that an unexpected pressure reduction in the area of the control input of the trailer control module can be detected by the pressure sensor and the pressure in the spring-loaded cylinder of the parking brake can be maintained by switching over a valve. The pressure sensor, which is also used in conjunction with the pulse width modulated control of the valve device, can thus be used to detect an unexpected drop in pressure in the trailer control module and then separate the spring-loaded cylinder by switching a valve device from the pressure sink. In combination with the pressure throttling, the pressure reduction in the spring-loaded cylinder can thus be slowed down independently of switching and pressure detection, and then completely stopped by switching the valve if required.
Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass der mindestens einen elektronischen Steuereinheit ein von einem manuell bedienbaren Signalgeber erzeugbares Signal zuführbar ist und in Abhängigkeit der Anwesenheit des Signals die Streckbremsfunktion unterdrückbar ist. Dem Fahrer wird so die Möglichkeit gegeben, die Streckbremsfunktionalität des Nutzfahrzeugs von vorn herein abzuschalten.Usefully, it can be provided that the signal which can be generated by a manually operable signal generator can be supplied to the at least one electronic control unit and, depending on the presence of the signal, the signal Stretch braking function is suppressible. The driver is thus given the opportunity to disable the stretch braking functionality of the commercial vehicle from the outset.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der mindestens einen elektronischen Steuereinheit ein von einem manuell auf verschiedene Weise betätigbaren Signalgeber erzeugbares variables Signal zuführbar ist, wobei mindestens eine Eigenschaft des Signals von der Betätigungsweise des Signalgebers abhängt und die mindestens eine Eigenschaft des Signals das Bremsverhalten des Anhängers beeinflusst. Insbesondere kann ein Geber vorgesehen sein, der über unterschiedliche Wege betätigt werden kann. Der aufgebaute Druck für die Anhängerbremse kann so von dem Geberweg abhängig beeinflusst werden.Furthermore, it can be provided that the at least one electronic control unit can be fed with a variable signal which can be actuated manually in various ways, wherein at least one characteristic of the signal depends on the operating mode of the signal generator and the at least one property of the signal influences the braking behavior of the trailer , In particular, an encoder can be provided, which can be operated via different ways. The built-up pressure for the trailer brake can thus be influenced by the encoder path.
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass der mindestens einen elektronischen Steuereinheit ein von einem manuell betätigbaren Signalgeber erzeugbares Signal zuführbar ist, wobei die Betätigungszeit des Signalgebers das Bremsverhalten des Anhängers beeinflusst. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei längerer Geberbetätigung ein höherer Druck aufgebaut wird.It can also be provided that a signal that can be generated by a manually operable signal generator can be supplied to the at least one electronic control unit, wherein the actuation time of the signal generator influences the braking behavior of the trailer. For example, it may be provided that a higher pressure is built up with longer encoder operation.
Nützlicherweise ist weiterhin vorgesehen, dass Raddrehzahlsensoren vorgesehen sind, deren Signale der mindestens einen elektronischen Steuereinheit zuführbar sind, und dass die im Zusammenhang mit der Bedingung für das Zulassen eines gepulsten Schaltens der Ventileinrichtung herangezogene Fahrzeuggeschwindigkeit aus Signalen der Drehzahlsensoren ableitbar ist. Beispielsweise kann auf der Grundlage eines Schlupfvergleiches zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug festgestellt werden, dass ein Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug bevorsteht. Seitens des Zugfahrzeugs können zusätzlich das Tachosignal oder Daten eines Navigationssystems als Korrekturwerte hinzugezogen werden. Die Verwendung von aktiven Raddrehzahlsensoren ermöglicht insbesondere bei kleinen Drehzahlen die Bereitstellung sehr gut verarbeitbarer Werte, so dass ein schnelles Stabilisieren des Fahrzeugs ermöglicht wird.Usefully, it is furthermore provided that wheel speed sensors are provided whose signals can be supplied to the at least one electronic control unit, and that the vehicle speed used in connection with the condition for permitting pulsed switching of the valve device can be derived from signals of the rotational speed sensors. For example, based on a slip comparison between the trailer and the towing vehicle, it can be determined that the trailer is approaching the towing vehicle. On the part of the towing vehicle, additionally the speedometer signal or data of a navigation system can be consulted as correction values. The use of active wheel speed sensors makes it possible, especially at low speeds, to provide very good processable values, so that a fast stabilization of the vehicle is made possible.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Anhängerbremsanlage Scheibenbremsen aufweist. Dies ist insbesondere in Kombination mit aktiven Raddrehzahlsensoren sinnvoll, da Scheibenbremsen eine sensitive Druckrücknahme und eine verbesserte Dosierbarkeit mit geringer Hysterese insbesondere bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten ermöglichen. Besonders bei schwierigen Fahrbahnverhältnissen, beispielsweise mit Splitt (U-Splitt), kann so ein unerwünschtes Blockieren der Räder vermieden werden.It may further be provided that the trailer brake system has disc brakes. This is particularly useful in combination with active wheel speed sensors, as disc brakes allow a sensitive pressure reduction and improved metering with low hysteresis, especially at low vehicle speeds. Especially in difficult road conditions, such as with grit (U-chips), so an unwanted locking of the wheels can be avoided.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass die elektronische Steuereinheit das gepulste Schalten zum Herbeiführen einer Bremsung des Anhängers bei nicht aktiver Betriebsbremse des Zugfahrzeugs nur dann zulässt, wenn eine Bedingung vorliegt, bei der eine Bremsung des Anhängers trotz nicht aktiver Betriebsbremse des Zugfahrzeugs sinnvoll sein könnte, und eine solche Streckbremsung von einem Signalgeber angefordert wird.The invention is based on the generic method by the fact that the electronic control unit only allows the pulsed switching to bring about a braking of the trailer with inoperative service brake of the towing vehicle, if there is a condition in which a braking of the trailer despite non-active service brake of the towing vehicle could be useful, and such a bracing braking is requested by a signal generator.
Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten der erfindungsgemäßen Bremsanlage auch im Rahmen eines Verfahrens umgesetzt. Dies gilt auch für die nachfolgend angegebenen besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.In this way, the advantages and particularities of the brake system according to the invention are also implemented in the context of a method. This also applies to the following particularly preferred embodiments of the method according to the invention.
Dieses ist in nützlicher Weise dadurch weitergebildet, dass die Bedingung dem Vorliegen mindestens eines der folgenden Zustände entspricht: die Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als ein Schwellenwert, das Gaspedals wird nicht betätigt, der Motor bremst, der Motor erzeugt kein nutzbares Drehmoment, ein Retardersystem ist aktiv, das Fahrzeug befindet sich auf einer Gefällestrecke.This is usefully further developed in that the condition corresponds to the presence of at least one of the following conditions: the vehicle speed is less than a threshold value, the accelerator pedal is not actuated, the engine brakes, the engine generates no usable torque, a retarder system is active, The vehicle is on a slope.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein unerwarteter Druckabbau im Bereich des Steuereingangs des Anhängersteuermoduls durch den Drucksensor erfasst wird und der Druck in dem Federspeicherzylinder der Feststellbremse durch Umschalten eines Ventils gehalten wird.Furthermore, it can be provided that an unexpected pressure reduction in the control input of the trailer control module is detected by the pressure sensor and the pressure in the spring-loaded cylinder of the parking brake is maintained by switching a valve.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass eine Temperatur im Bereich der Anhängerbremsanlage erfasst wird und beim Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturschwelle der Druck für die Anhängerbremsanlage verringert wird. Dabei handelt es sich um eine Sicherheitsmaßnahme, auf deren Grundlage die Belastung der Anhängerbremsanlage und der Ventile reduziert wird.It is further preferred that a temperature in the trailer brake system is detected and the pressure for the trailer brake system is reduced when a predetermined temperature threshold is exceeded. It is a safety measure that reduces the load on the trailer brake system and valves.
In diesem Zusammenhang kann weiterhin vorgesehen sein, dass eine Temperatur im Bereich der Anhängerbremsanlage erfasst wird und beim Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturschwelle eine Streckbremsung unterbunden wird.In this context, it can furthermore be provided that a temperature in the area of the trailer brake system is detected and, when a predetermined temperature threshold is exceeded, bracing braking is prevented.
Es kann eine weitere Sicherheitsmaßnahme ergriffen werden, nämlich dadurch dass eine Zeit erfasst wird, während der eine Streckbremsung durchgeführt wird, und dass beim Überschreiten einer vorgegebenen Zeitschwelle eine weitere Streckbremsung unterbunden wird. Auch hierdurch wird eine mögliche Überlastung der an der Streckbremsung beteiligten Komponenten verhindert.Another safety measure can be taken, namely that a time is detected during which a bracing braking is performed, and that when a predetermined time threshold is exceeded further bracing braking is inhibited. This also prevents possible overloading of the components involved in the draft braking.
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass während einer Streckbremsung die Aktivität der Betriebsbremse des Zugfahrzeugs überwacht wird und dass bei Aktivierung der Betriebsbremse des Zugfahrzeugs eine weitere Streckbremsung unterbunden wird. Eine Streckbremsung im speziellen Sinne ist dann nicht mehr erforderlich, da das Bremssystem des Nutzfahrzeugs insgesamt aktiviert ist und den Zug in einem gestreckten Zustand halten wird.It can also be provided that the activity of the service brake of the towing vehicle is monitored during a bracing braking and that upon activation of the service brake of the Towing vehicle is prevented further stretching braking. Stretch braking in the special sense is then no longer necessary since the braking system of the commercial vehicle is activated as a whole and will keep the train in an extended state.
Es ist besonders nützlich, dass während einer Streckbremsung die Drehzahl des Motors des Nutzfahrzeugs überwacht wird. Diese Drehzahlüberwachung kann beispielsweise vom Motorsteuergerät des Nutzfahrzeugs vorgenommen werden, wobei diesbezügliche Informationen an die für die Streckbremsung verantwortliche elektronische Steuereinheit übertragen werden. Eine solche Drehzahlüberwachung ist nützlich, da durch die Streckbremsung die Drehzahl in einem ungünstigen Fall in einen Bereich abfallen kann, bei der ein Absterben oder Abwürgen des Motors zu erwarten ist. Dies ist zu verhindern, da dann alle oder nahezu alle funktionellen Elemente des Fahrzeugs in eine Back-up-Betriebsart übergehen, indem beispielsweise von einer elektronischen Steuerung zu einer pneumatischen Steuerung übergegangen wird, so dass nur noch eine sehr eingeschränkte Funktionalität der gesamten Bremsanlage zur Verfügung steht. In kritischen Fahrsituationen wird hierdurch die Manövrierfähigkeit beeinträchtigt.It is particularly useful that the speed of the engine of the commercial vehicle is monitored during an extension braking. This speed monitoring can for example be performed by the engine control unit of the commercial vehicle, with this information is transmitted to the responsible for the draft braking electronic control unit. Such speed monitoring is useful because the stall braking may cause the RPM to drop to an area where engine stalling or stalling is expected in an unfavorable case. This is to prevent, because then all or almost all functional elements of the vehicle go into a back-up mode, for example, by going from an electronic control to a pneumatic control, so that only a very limited functionality of the entire brake system available stands. In critical driving situations this affects the maneuverability.
In diesem Zusammenhang kann nützlich sein, dass bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahlschwelle der Druck für die Anhängerbremsanlage verringert wird.In this context, it may be useful to lower the pressure for the trailer brake system when the speed falls below a predetermined speed threshold.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahlschwelle die Kraftstoffzuführrate für den Motor des Nutzfahrzeugs erhöht wird.Furthermore, it can be provided that when the engine falls below a predetermined speed threshold, the fuel feed rate for the engine of the commercial vehicle is increased.
Als Maßnahme gegen ein Absterben des Motors kann weiterhin vorgesehen sein, dass bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahlschwelle der Ladedruck eines Turboladers verringert wird.As a measure against dying of the engine can also be provided that when falling below a predetermined speed threshold of the boost pressure of a turbocharger is reduced.
Weiterhin ist es möglich, dass bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahlschwelle dem Motor des Nutzfahrzeugs Druckluft aus einem Druckluftbehälter einer Druckluftanlage des Nutzfahrzeugs zugeführt wird.Furthermore, it is possible for compressed air from a compressed air reservoir to be supplied to a compressed air system of the utility vehicle when the engine of the commercial vehicle falls below a predetermined speed threshold.
Ein Abwürgen des Motors kann auch dadurch verhindert werden, dass bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahlschwelle eine Kupplung in einem Antriebsstrang des Nutzfahrzeugs zumindest teilweise auskuppelt.A stalling of the engine can also be prevented by a clutch in a drive train of the commercial vehicle disengages at least partially when falling below a predetermined speed threshold.
Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahlschwelle ein Getriebe des Nutzfahrzeugs in eine Getriebestellung mit verringerter Übersetzung überführt wird.It may also be provided that, when a predetermined speed threshold is undershot, a transmission of the utility vehicle is transferred to a transmission position with a reduced transmission ratio.
Als weitere Maßnahme gegen ein Abwürgen des Motors kann vorgesehen sein, dass bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahlschwelle die Wirkung des Retardersystems des Nutzfahrzeugs verringert wird.As a further measure against stalling of the engine, it can be provided that when the speed threshold falls below a predetermined speed threshold, the effect of the retarder system of the commercial vehicle is reduced.
Ebenfalls kann dienlich sein, dass ein zum Zwecke einer Motorbremsung zwischen Hubräumen verschiedener Zylinder des Motors angeordnetes Bypass-Ventil zumindest teilweise geschlossen wird. Durch ein solches Bypass-Ventil wird während einer Motorbremsung Kompressionsarbeit verrichtet, indem ein Überströmen des komprimierten Volumens in den ansaugenden Kolben gestattet wird. Indem das Bypass-Ventil bei einem übermäßigen Drehzahlabfall geschlossen wird, kann die Wirkung der Motorbremsung herabgesetzt werden.It may also be useful to at least partially close a bypass valve arranged between engine displacements of different cylinders of the engine for the purpose of engine braking. By such a bypass valve, compression work is performed during engine braking by allowing overflow of the compressed volume into the intake piston. By closing the bypass valve in the event of an excessive speed drop, the effect of engine braking can be reduced.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine Drosselklappe in einem Abgasstrom des Motors von einer drosselnden in eine weniger drosselnde Stellung überführt wird.Furthermore, it can be provided that a throttle flap in an exhaust gas stream of the engine is transferred from a throttling to a less throttling position.
Wie im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem bereits beschrieben wurde, kann das erfindungsgemäße Verfahren in nützlicher Weise dadurch weitergebildet sein, dass der mindestens einen elektronischen Steuereinheit ein von einem manuell bedienbaren Signalgeber erzeugtes Signal zugeführt wird und in Abhängigkeit der Anwesenheit des Signals die Streckbremsfunktion unterdrückt wird.As has already been described in connection with the brake system according to the invention, the method according to the invention can be usefully developed by supplying the at least one electronic control unit with a signal generated by a manually operated signal generator and suppressing the anti-jackknifing function as a function of the presence of the signal.
Ebenfalls ist es nützlich, dass der mindestens einen elektronischen Steuereinheit ein von einem manuell auf verschiedene Weise betätigbaren Signalgeber erzeugtes variables Signal zugeführt wird, wobei mindestens eine Eigenschaft des Signals von der Betätigungsweise des Signalgebers abhängt und die mindestens eine Eigenschaft des Signals das Bremsverhalten des Anhängers beeinflusst.It is also useful for the at least one electronic control unit to be supplied with a variable signal generated by a manually actuable signal generator, wherein at least one characteristic of the signal depends on the manner of actuation of the signal generator and the at least one characteristic of the signal influences the braking behavior of the trailer ,
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dadurch günstig weitergebildet werden, dass der mindestens einen elektronischen Steuereinheit ein von einem manuell betätigbaren Signalgeber erzeugtes Signal zugeführt wird, wobei die Betätigungszeit des Signalgebers das Bremsverhalten des Anhängers beeinflusst.The method according to the invention can also be favorably developed in that the at least one electronic control unit is supplied with a signal generated by a manually operable signal generator, the operating time of the signal generator influencing the braking behavior of the trailer.
Es ist ebenfalls möglich, dass Raddrehzahlsensoren vorgesehen sind, deren Signale der mindestens einen elektronischen Steuereinheit zugeführt werden, und dass die im Zusammenhang mit der Bedingung für das Zulassen eines gepulsten Schaltens der Ventileinrichtung herangezogene Fahrzeuggeschwindigkeit aus Signalen der Drehzahlsensoren abgeleitet wird.It is also possible that wheel speed sensors are provided, the signals of which are supplied to the at least one electronic control unit, and that the vehicle speed used in connection with the condition for permitting pulsed switching of the valve device is derived from signals of the rotational speed sensors.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert. The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings by way of particularly preferred embodiments.
Es zeigen:Show it:
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.In the following description of the drawings, like reference characters designate like or similar components.
Durch das Zusammenspiel des 3/2-Wegeventils
Eine weitere wichtige Aufgabe übernimmt das 3/2-Wegeventil
- A:
- Geschwindigkeit des Fahrzeugs
- B:
- Motordrehmoment
- C:
- Retarderstatusinformation
- D:
- Lenkwinkel beziehungsweise Raddifferenzdrehzahl
- E:
- Zustand der Schalter für Gaspedal und Motorbremse
- F:
- Neigung
- G:
- Fahrerwunsch-Gebersignal
- A:
- Speed of the vehicle
- B:
- engine torque
- C:
- Retarderstatusinformation
- D:
- Steering angle or wheel differential speed
- e:
- Condition of the accelerator pedal and engine brake switches
- F:
- Tilt
- G:
- Driver input sensor signal
Die Informationen über diese Fahrzustände lassen sich aus verschiedensten Quellen beziehen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann beispielsweise aus dem Antiblockiersystem oder vom Tachographen des Fahrzeugs bezogen werden. Ebenfalls können aktive Raddrehzahlsensoren verwendet werden, da deren Signale insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten genauer sind als dasjenige vom Tachographen. Zusätzlich können Geschwindigkeitswerte des Navigationssystems als Absolutwerte mit eingerechnet werden. Das Drehmoment des Motors steht beispielsweise im Rahmen der Motorsteuerung zur Verfügung. Für den Lenkwinkel beziehungsweise die Raddifferenzdrehzahl sind Raddrehzahlsensoren vorhanden. Grundsätzlich können die Signale direkt oder über einen Datenbus bezogen werden. Zur Erfassung der Neigung des Fahrzeugs ist insbesondere noch festzustellen, dass diese durch eine Sensorik erfasst werden kann; die Neigungsinformation kann aber auch durch das Navigationssystem zur Verfügung gestellt werden.The information about these driving conditions can be obtained from various sources. The vehicle speed can be obtained, for example, from the anti-lock braking system or from the tachograph of the vehicle. Also, active wheel speed sensors can be used because their signals are more accurate, especially at low speeds, than that of the tachograph. In addition, speed values of the navigation system can be included as absolute values. The torque of the engine is available, for example, in the context of engine control. For the steering angle or the wheel speed differential wheel speed sensors are available. In principle, the signals can be obtained directly or via a data bus. To detect the inclination of the vehicle is in particular still to be determined that this can be detected by a sensor; However, the inclination information can also be made available by the navigation system.
Die diskutierten und unter Umständen weitere Signale beziehungsweise davon abgeleitete Größen werden der Steuereinheit
Die elektropneumatische Steuereinheit
Eine weitere nützliche Eigenschaft der elektropneumatischen Steuereinheit
Im Zusammenhang mit
Die Lösung mit zwei 2/2-Wegeventilen mit oder ohne nachgeschaltetem Relaisventil ist auch im Zusammenhang mit der Integration der erfindungsgemäßen Funktionalität in die elektropneumatische Steuereinheit
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawings and in the claims may be essential to the realization of the invention both individually and in any combination.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Steuereinheitcontrol unit
- 1212
- Steuereinheitcontrol unit
- 1414
- Steuereinheitcontrol unit
- 1616
- Steuereinheitcontrol unit
- 1818
- Steuereinheitcontrol unit
- 2020
- Ventileinrichtungvalve means
- 2222
- Ventileinrichtungvalve means
- 2424
- Ventileinrichtungvalve means
- 2626
- Drucksensorpressure sensor
- 2828
- Druckbegrenzerpressure limiter
- 3030
- Relaisventilrelay valve
- 3232
- AnhängersteuermodulTrailer control module
- 3434
- Steuereinheitcontrol unit
- 3636
- Drosselthrottle
- 3838
- Drosselthrottle
- 4040
- 2/2-Wegeventil2/2 way valve
- 4242
- DruckluftversorgungAir Supply
- 4444
- AnhängersteueranschlussTrailer control port
- 4646
- FederspeicheranschlussSpring-loaded connection
- 4848
- Steueranschlusscontrol connection
- 5050
- Steueranschlusscontrol connection
- 5252
- Steuereingangcontrol input
- 5454
- Relaisventilrelay valve
- 5656
- Rückschlagventilcheck valve
- 5858
- Druckschalterpressure switch
- 6060
- 3/2-Wegeventil3/2-way valve
- 6262
- VersorgungsleitungsanschlussSupply line connection
- 6464
- AnhängerbremsleitungsanschlussTrailer brake line connection
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